4 硬件设计
4.1 通断测试电路设计
通断测试电路采用串联测压原理,具体电路如图2所示。
测试电源采用5V,工频50Hz的交流电源,R1是一个高精度数控可变电阻,变化范围0~5MΩ,U0是采样电压,它经过滤波,隔离放大后送入数据采集模块,Rx是是被测电缆。不同的电缆种类有不同的规范,根据数控电阻R1的阻值,如将R1调至50Ω,则一般测得的电压值在4.2~5V之间可以视此电缆芯线为导通,0~0.8V视为断路。
4.2 滤波电路设计
滤波电路用来消除对50Hz工频电压信号的干扰,本测试仪采用的视无源双T型滤波电路,具体电路如图3所示。
图中,R1,R2,R3为可变电阻,通过调节它们的阻值来实现对一定频率电压信号的滤波。
4.3 继电器矩阵电路设计
继电器分为行控制和列控制,其工作原理为:继电器线圈的正极采用三极管放大器进行电流输入驱动,当其逻辑输入电压为5V时,输入电流为0.5mA时,则集电极的电流为β×0.5mA,其中β为三极管的放大倍数,选取适当β的三极管,可使其最大输出电流为1A左右,可知列驱动电路中的继电器能够达到工作要求,其输出的电流也为1A左右,因而满足列驱动的电流要求,实现了推电流的功能。继电器线圈的负极采用ULN2004来吸收通过继电器线圈负端的电流,ULN2004的输入端接5V的逻辑信号电压时,其要求输入电压为0.35~0.50mA,而对其输出端,实际上它是作电流输入用途,当供电电压为12V时,其工作电流在350~500mA之间。当输入端无电压输入时,输出端和地之间处于开路状态,所以电流不能通过,此电路也就不能实现导通电流的作用,而当输入端加载5V的信号电压时,只需要0.5mA的电流,就可以使输出端和地之间导通,从而使电流可以顺利地通过实现“拉”电流的功能。只有当继电器的行列驱动都工作的时候,继电器矩阵中的继电器才会工作,对应测试电缆的通路才会接通。继电器工作原理如图4所示。
5 电缆通断测试仪系统软件
5.1 软件组成
CPU主控制器软件平台选用Windows XP操作系统,编程语言采用Object Pascal语言,软件开发环境选用Delphi 7.0。